- •Лекция 13
- •План
- •13.1. Введение. Биологическая роль
- •Биологическая роль углеводов
- •13.2 Классификация, стереоизомерия углеводов
- •Классификация углеводов В зависимости от
- •Классификация углеводов ПО ЧИСЛУ АТОМОВ УГЛЕРОДА
- •Простейшие представители моносахаридов
- •Стереоизомерия моносахаридов
- •Многообразие форм молекул моносахаридов предполагает различные способы их изображения
- •Британский химик W.N.Haworth (лауреат Нобелевской премии в 1937)
- •Пяти- и шестичленные цепи имеют клешневидную конфигурацию и вследствие этого возможно сближение в
- •В циклической форме возникает дополнительный центр хиральности, т.е. асимметрическим становится карбонильный атом углерода.
- •У α-аномера конфигурация аномерного центра совпадает с конфигурацией концевого, наиболее удаленного асимметрического атома
- •Относительная конфигурация моносахаридов, т.е. принадлежность к D-и L-стереохимическим рядам определяется путем сравнения конфигурации
- •ОТНОСИТЕЛЬНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ ГЛЮКОЗЫ
- •Эпимеры – диастереомеры, различающиеся конфигурацией только одного хирального атома
- •Эпимеры глюкозы
- •Эпимеры глюкозы
- •13.3. Пентозы. Гексозы
- •Рибоза входит в состав нуклеиновых кислот, а в виде восстановленного спирта входит в
- •Дезоксирибоза входит в состав нуклеиновых кислот
- •Арабиноза широко распространена в гемицеллюлозах и пектиновых веществах. Ксилоза – древесный сахар. Восстановленный
- •Гексозы
- •Глюкоза (виноградный сахар) содержится во всех фруктах, ягодах, меде
- •Фруктоза – плодовый сахар, встречается обычно вместе с глюкозой. В свободном виде находится
- •Гексозы
- •Гексозы
- •Гексозы
- •Манноза образует сложные природные углеводы – маннаны, входит в состав гликопротеидов. Встречается в
- •13.4. Цикло-оксо таутомерия
- •HOCH2
- •Процесс растворения моносахаридов в воде сопровождается своеобразным оптическим эффектом, который получил название мутаротация
- •Явление мутаротации связано с таутомерными превращениями глюкозы
- •Для пиранозной формы наиболее предпочтительна конформация кресла. Конформационное строение D-глюкопиранозы проливает свет на
- •Конформации глюкозы
- •Благодаря строению (экваториальное расположение всех заместителей) β- глюкоза термодинамически устойчива, именно это и
- •13.5. Химические свойства моносахаридов
- •Для моносахаридов характерны как реакции, свойственные спиртам, так и альдегидам
- •1.Образование простых эфиров
- •2.Образование сложных эфиров
- •Из сложноэфирных производных наибольшее значение имеют эфиры фосфорной кислоты (фосфаты), они содержатся во
- •Фосфаты глюкозы
- •II.Реакции, обусловленные альдегидной группой
- •При восстановлении ксилозы образуется ксилит, галактозы
- •2. Реакции окисления а) Реакции окисления в щелочной
- •б) Реакции окисления в щелочной среде реактивом Фелинга (реактивом Бенедикта)
- •Углеводы, дающие положительные реакции окисления в щелочной среде, называются восстанавливающими
- •В) ОКИСЛЕНИЕ В КИСЛОЙ И НЕЙТРАЛЬНОЙ СРЕДЕ
- •Мягкие окислители окисляют только альдегидную группу, не затрагивая первичную спиртовую
- •ПОЛУЧЕНИЕ О-ГЛИКОЗИДОВ
- •О-гликозиды легко гидролизуются в кислой
- •Аминопроизводные углеводов, аминосахара, входят в состав мукополисахаридов в организме человека и животных. Важнейшие
- •Производные углеводов (аминосахара)
- •Производные углеводов (аминосахара)
- •COOH
- •Взаимные превращения альдоз и кетоз в щелочной среде
- •Благодарим за внимание !
13.5. Химические свойства моносахаридов
Для моносахаридов характерны как реакции, свойственные спиртам, так и альдегидам
I.Реакции, обусловленные спирто- выми группами
1.Образование простых эфиров
|
|
CH2OH |
|
OH |
|
|
|
|
|
CH2OCH3 |
|
OCH3 |
+ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
||||||||
|
OH |
|
+ 5 CH3I, KOH |
|
OCH3 |
|
|
+ H2O, H |
|||||||||||||||
|
|
|
|
- 5 HI |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3CO |
|
|
|
|
|
OCH3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
CH2OCH3 |
|
|
О-метил-2,3,4,6- тетра- О - метил |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
OH |
D-глюкопиранозид |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OCH3
H3CO
OCH3
2,3,4,6-ТЕТРА-О-МЕТИЛ-D-ГЛЮКОПИРАНОЗА
2.Образование сложных эфиров
|
|
CH OH |
|
|
|
|
|
|
|
CH2OCOCH3 |
|||||||||||||
|
|
2 |
O |
OH |
+ 5 |
(CH3CO)2O |
|
|
|
|
O |
OCOCH3 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
OH |
|
|
|
|
|
OCOCH3 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
- 5 |
CH3COOH |
H3COCO |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OCOCH3 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
1,2,3,4,6-ПЕНТА-О-АЦЕТИЛ
D-ГЛЮНОПИРАНОЗА
Из сложноэфирных производных наибольшее значение имеют эфиры фосфорной кислоты (фосфаты), они содержатся во всех растительных и животных организмах, наибольшее значение имеют 6-фосфат, 1-фосфат глюкозы и 1,6-дифосфат фруктозы
Фосфаты глюкозы
CH2OH
O
OH O
OH O - P - OH
OH
OH
1- ФОСФАТ - D -ГЛЮКО
ПИРАНОЗА
O
CH2 - O - P - OH
OH
O OH
OH
OH
OH
6- ФОСФАТ - D -ГЛЮКО
ПИРАНОЗА
O O
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2O - |
P - OH |
||||||||
HO - P - O - CH |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
O HO |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
OH |
|
|
|
|
|
OH |
||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
||||
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,6- ДИФОСФАТ - D - ФРУКТО
ФУРАНОЗА
II.Реакции, обусловленные альдегидной группой
1. Реакции восстановления
H |
|
|
O |
|
|
CH2OH |
|||
|
C |
|
|
||||||
H |
|
|
OH |
[H] |
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
HO |
|
|
H |
|
HO |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|||||||
H |
|
|
OH |
|
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
||||
H |
|
|
OH |
|
H |
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
CH2OH |
|
|
|
|
CH2OH |
||
|
|
|
|
|
СОРБИТ
При восстановлении ксилозы образуется ксилит, галактозы
– дульцит, маннозы – маннит, рибозы – рибит
2. Реакции окисления а) Реакции окисления в щелочной
среде реактивом Толленса
H O
C
+ [Ag(NH3)2]OH |
|
Ag + ПРОДУКТЫ ОКИСЛЕНИЯ |
|
R